DE10319075A1 - Bremsvorrichtung vom Hydrauliktyp - Google Patents

Bremsvorrichtung vom Hydrauliktyp

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bremssystem vom Hydrauliktyp, welches eine Einheit zur Einstellung eines Gegendruckes in einem in ein schweres Baugerät wie beispielsweise einen Erdbagger eingebauten Hydraulikkreis für den Antrieb einer Schwenkvorrichtung umfasst, im Besonderen jedoch eine Bremsvorrichtung vom Hydrauliktyp, welche zusammen mit einem Druckbegrenzungsventil in verschiedenen, Stellglieder antreibenden Hydraulikkreisläufen für das Einstellen eines Gegendruckes auf der Abstromseite des Druckbegrenzungsventils benutzt wird, um dadurch den Öffnungsdruck des Druckbegrenzungsventils einzustellen. Es wird eine Einheit für die Einstellung des Gegendruckes vorgestellt, die so ausgelegt ist, dass durch die Einstellung eines Gegendruckes des Hydraulikkreislaufs auf der Abstromseite des Druckbegrenzungsventils auf der Grundlage des Zusammenwirkens mit dem Stellglied ein Öffnungsdruck des Druckbegrenzungsventils eingestellt wird.

Description

    Hintergrund der Erfindung 1. Fachgebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bremssystem vom Hydrauliktyp, welches eine Einheit zur Einstellung eines Gegendruckes in einem in ein schweres Baugerät wie beispielsweise einen Erdbagger eingebauten Hydraulikkreis für den Antrieb einer Schwenkvorrichtung umfasst, im Besonderen jedoch eine Bremsvorrichtung vom Hydrauliktyp, welche zusammen mit einem Druckbegrenzungsventil, das in verschiedenen, Stellglieder antreibenden Hydraulikkreisläufen installiert ist, für das Einstellen eines Gegendruckes auf der Abstromseite eines Druckbegrenzungsventils benutzt wird, um dadurch einen Öffnungsdruck eines Druckbegrenzungsventil einzustellen.
    • 2. Beschreibung des Standes der Technik
  • Ein Druckbegrenzungsventil ist darauf ausgerichtet, dass ein Teil des Hydrauliköls oder das gesamte Hydrauliköl in Richtung eines hydraulischen Druckbehälters abfließt, um dadurch den Druck eines unter Druck stehenden Hydraulikkreises unter einem Sollwert zu halten, wenn der Maximaldruck eines Hydraulikkreislaufs den Sollwert eines Ventils erreicht.
  • Fig. 1 ist eine Querschnittsdarstellung des Innern eines Druckbegrenzungsventils vom direktgesteuerten Typ, welches ein Beispiel für ein Druckbegrenzungsventil darstellt.
  • Das Druckbegrenzungsventil enthält eine mit einem Hydraulikkreislauf in Verbindung stehende Eintrittsöffnung 11, einen Ventilkegel 12, welcher so ausgelegt ist, dass er den von der Eintrittsöffnung kommenden Strom des Hydrauliköls begrenzt, eine Feder 13, die so ausgelegt ist, dass sie auf elastische Weise einen vorgespannten Zustand erzeugt, so dass die Eintrittsöffnung 11 in einem Anfangszustand durch Druckbeaufschlagung des Ventilkegels geschlossen wird, eine Druckeinstelleinheit 14, welche so ausgelegt ist, dass sie die elastische Kraft der Feder einstellt, und eine Austrittsöffnung 15, die so ausgelegt ist, dass das Hydrauliköl zum Hydraulikbehälter zurück fließt.
  • Wenn ein Druckbegrenzungsventil im dynamischen Fall betrieben wird, wird das Druckbegrenzungsventil betrieben auf der Grundlage einer kombinierten Kraft zwischen einer Kraft, die auf einen Wasserdruckbereich des Ventilkegels 12 ausgeübt wird durch den Druck eines Hydrauliköls auf der Seife der Eintrittsöffnung 11, nämlich einer Kraft der Feder 13 und einer Kraft, die auf die Wasserdruckfläche des Ventilkegels 12 durch einen Druck eines Hydrauliköls auf der Seite der Austrittsöffnung 15 wirkt.
  • Daher bedeutet in dem Fall, wo das Druckbegrenzungsventil öffnet, der obige Zustand, dass die Kraft durch den Druck des Hydrauliköls auf der Seite der Eintrittsöffnung 11 größer ist als die Kraft der Gegenwirkung, und in dem Fall, wo das Druckbegrenzungsventil geschlossen ist, bedeutet der obige Zustand, dass die Kraft durch den Druck des Hydrauliköls auf der Seite der Eintrittsöffnung 11 kleiner ist als die Kraft der Gegenwirkung.
  • Folglich ist der kombinierte Druck aus dem Druck durch die Kraft der Feder 13 und dem Druck des Hydrauliköls auf der Seite der Austrittsöffnung 15 ein Öffnungsdruck. Wenn der Druck des Hydrauliköls auf der Seite der Eintrittsöffnung 11 den Öffnungsdruck übersteigt, öffnet das Druckbegrenzungsventil.
  • Fig. 2 ist ein Hydraulikkreislauf der herkömmlichen Hydraulikbremse.
  • Wie daraus ersichtlich ist, sind dort vorhanden: eine Hydraulikpumpe 21, ein Hydraulikmotor 27, welcher mittels eines von der Hydraulikpumpe 21 geförderten Hydrauliköls angetrieben wird, und ein die Richtung wechselndes Ventil 22, welches geschaltet wird, wenn ein Drucksignal auf einen Strömungspfad zwischen der Hydraulikpumpe 21 und dem Hydraulikmotor 27 gegeben wird, um dadurch die Strömungsrichtung des zum Hydraulikmotor 27 geförderten Hydrauliköls zu steuern.
  • Druckbegrenzungsventile 23 sind als Paar vorhanden, die in eine Rohrleitung eingebaut sind, welche die Hauptrohrleitungen 25 und 26 verbinden, die parallel verlaufen und das Richtungswechselventil 22 mit dem Hydraulikmotor 27 verbinden, und ferner ein Paar Rückschlagventile 24, welche in eine andere Rohrleitung eingebaut sind, welche die parallelen Hauptrohrleitungen 25 und 26 verbindet. Ein Zwischenbereich der Rohrleitung, in welche das Druckbegrenzungsventil 23 eingebaut ist, und ein Zwischenbereich, in welchen das Rückschlagventil 24 eingebaut ist, sind miteinander verbunden und sind geöffnet.
  • Es soll nun die Wirkungsweise des Hydraulikkreislaufs beschrieben werden. Das von der Hydraulikpumpe 21 geförderte Drucköl wird durch die Betriebssignale 30a und 30b des Hydraulikmotors in seine Versorgungsrichtung gelenkt, und das Drucköl, welches durch das Richtungswechselventil 22 fließt, wird so gerichtet, dass es den Hydraulikmotor 27 auf der Grundlage der eingeschalteten Richtung antreibt. Das Drucköl, welches den Hydraulikmotor 27 antreibt, fließt über das Richtungswechselventil 22 zum Hydrauliktank 28.
  • Wenn für das Anhalten des Hydraulikmotors 27 das Richtungswechselventil 22 in eine Zwischenstellung geschaltet wird, wird der den Hydraulikmotor antreibende Kreislauf, welcher mit dem Richtungswechselventil 22 verbunden ist, ein geschlossener Kreislauf 29, so dass das unter hohem Druck stehende Hydrauliköl, welches den Hydraulikmotor 27 in Drehung versetzen soll, auf einer Seite der Hauptrohrleitungen 25 und 26 verbleibt, und da der Hydraulikmotor 27 infolge der Trägheit eine gewisse Rotationsenergie hat, übernimmt der Hydraulikmotor 27 die Rolle der Hydraulikpumpe.
  • Demzufolge nimmt der Hydraulikdruck der Hauptrohrleitung 25 oder 26, in welcher sich das unter hohem Druck stehende Hydrauliköl befindet, stark zu, und wenn der Hydraulikdruck einen eingestellten Druckwert des Druckbegrenzungsventils 23 übersteigt, öffnet das Druckbegrenzungsventil 23, und der Hydraulikmotor 27 wird angehalten, während das Drucköl in dem geschlossenen Kreislauf 29 zirkuliert.
  • Das Druckbegrenzungsventil übt auf der Grundlage der obigen Funktionsweise die Funktion der Begrenzung des Maximaldruckes des Hydraulikkreislaufs aus und arbeitet auf der Grundlage einer Gegenkraft bezüglich der durch die Trägheit im angehaltenen Zustand bedingten Rotationsenergie, um dadurch einen hydraulischen Bremseffekt zu bewirken. Um den Bremseffekt zu erhöhen, ist es folglich wichtig, den Sollwert des Druckbegrenzungsventils zu erhöhen. Um nur eine Bremswirkung zu erzielen, ist es in diesem Fall nicht notwendig, den Sollwert des Druckbegrenzungsventils zu erhöhen. Es wird nämlich in der Beziehung zwischen dem Schwenksystem und dem Hydraulikkreislauf ein geeigneter Sollwert des Druckbegrenzungsventils bestimmt.
  • Es ist schwierig, den Sollwert des Druckbegrenzungsventils zur Erzielung einer gewünschten Bremswirkung auf der Grundlage der obigen Begrenzung bezüglich des Sollwertes des Druckbegrenzungsventils einzustellen. Zusätzlich tritt die Erscheinung der übermäßigen Rückbewegung während des Anhaltens der Schwenkbewegung an schweren Baugeräten, bei denen das Schwenksystem eingesetzt wird, auf, so dass es schwierig ist, das Gerät zu betreiben, wodurch Unfälle verursacht werden.
    • Zusammenfassung der Erfindung
  • Folglich ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, dass eine hydraulische Bremsvorrichtung geschaffen wird, bei welcher es möglich ist, einen Sollwert eines Druckbegrenzungsventils während des Schwenkbetriebs zu nutzen, basierend auf einem Merkmal, dass der Öffnungsdruck eines Druckbegrenzungsventils in Übereinstimmung mit der Größe des Gegendrucks, welcher ein Druck auf der Seite der Austrittsöffnung eines Druckbegrenzungsventils ist, erhöht wird, und dass eine Einheit zur Erhöhung des Gegendruckes auf der Seite der Austrittsöffnung des Druckbegrenzungsventils während des Anhaltens des Schwenkvorgangs vorgesehen wird, um dadurch ein gewisses Ausmaß des Rücklaufs der Schwenkbewegung dadurch zu vermindern, dass durch die Erhöhung des Öffnungsdrucks eines Druckbegrenzungsventils die Bremskraft erhöht wird.
  • Um die obigen Aufgaben zu lösen, wird eine hydraulische Bremsvorrichtung vorgestellt, welche umfasst: ein Druckbegrenzungsventil, welches so ausgelegt ist, dass es einen Hydraulikkreislauf in dem Fall öffnet, wo die Druckdifferenz zwischen der Eintrittsöffnung und der Austrittsöffnung einen Solldruck übersteigt, und eine Einheit für das Einstellen des Gegendruckes, die so ausgelegt ist, dass ein Öffnungsdruck eines Druckbegrenzungsventils durch Einstellen des Gegendrucks eines Hydraulikkreislaufs auf der Abstromseite des Druckbegrenzungsventils eingestellt wird.
  • In der vorliegenden Erfindung kann als die obige Einheit zum Einstellen des Gegendrucks ein Drosselklappenventilschalter verwendet werden, wobei dieser Drosselklappenventilschalter durch ein hydraulisches Signal oder ein elektrisches Signal geschaltet wird.
  • In dem obigen Kreislauf ist außerdem ein Hydraulikkreislauf vorhanden, welcher einen Öffnungsdruck eines Druckbegrenzungsventils und eine Kraft der Bremskraft erzeugt und der das Ausmaß des Rücklaufs der Schwenkbewegung durch das Vorsehen einer solchen Einheit vermindert, welche in der Lage ist, den Sollwert eines Druckbegrenzungsventils während einer Schwenkbewegung zu benutzen und den Gegendruck auf der Seite der Austrittsöffnung des Druckbegrenzungsventils während des Anhaltens der Schwenkbewegung zu erhöhen.
    • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Die vorliegende Erfindung wird besser verstanden, wenn auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird, welche nur als Mittel zur Veranschaulichung dienen und demzufolge keine Einschränkung der vorliegenden Erfindung darstellen. Bei den Zeichnungen handelt es sich um:
  • Fig. 1 ist eine Querschnittsdarstellung des Innern, welche ein herkömmliches Druckbegrenzungsventil veranschaulicht;
  • Fig. 2 ist ein Schaltbild eines Hydraulikkreislaufs, welches eine herkömmliche Hydraulikbremse eines Antriebs für eine Schwenkvorrichtung veranschaulicht; und
  • Fig. 3 ist ein Schaltbild eines Hydraulikkreislaufs, welches eine hydraulische Bremsvorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
    • Ausführliche Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
  • Die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung soll nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden.
  • Fig. 3 ist eine grafische Darstellung eines Hydraulikkreislaufs, welche eine erfindungsgemäße hydraulische Bremsvorrichtung veranschaulicht. Wie dort dargestellt ist, kommt zu der herkömmlichen hydraulischen Bremsvorrichtung von Fig. 2 ein Drosselklappenventilschalter auf der Abstromseite des Druckbegrenzungsventils hinzu.
  • Die Beschreibung derjenigen Bauteile, welche die gleichen Bauteile wie bei der herkömmlichen Bauform sind, soll weggelassen werden. Den Bauteilen, welche die gleichen wie in der herkömmlichen Bauform sind, sollen die gleichen Bezugsnummern zugeordnet werden.
  • Die Funktionsweise des Hydraulikkreislaufs besteht darin, dass, wenn das Richtungswechselventil 22 in eine neutrale Stellung für das Anhalten des Hydraulikmotors 27 geschaltet wird, ein Pilot-Drucksignal des Richtungswechselventils 22 parallel zu einem in zwei Richtungen wirkenden Rückschlagventil 32 anliegt, und dieses in zwei Richtungen wirkende Rückschlagventil 32 ist mit einem Pilot-Port des schaltenden Drosselklappenventils 31 verbunden. Wenn das Richtungswechselventil 22 in die neutrale Stellung geschaltet wird, wird der Drosselklappenventilschalter 31 in einen Drosselzustand geschaltet. Der geschaltete Drosselzustand erhöht den Druck auf der Zustromseite des schaltenden Drosselklappenventils 31 (Abstromseite des Druckbegrenzungsventils). Das schaltende Drosselklappenventil 31 kann durch ein hydraulisches Signal oder ein elektrisches Signal geschaltet werden.
  • Demzufolge nimmt der Öffnungsdruck des Druckbegrenzungsventils 23 auf der Grundlage des Wertes des Gegendrucks auf der Abstromseite des Druckbegrenzungsventils 23 zu, und der Druck des Hydraulikkreislaufs nimmt in demselben Maße wie der angestiegene Druck zu, so dass die Bremskraft bezüglich der trägheitsbedingten Rotationsenergie erhöht wird.
  • Es ist nämlich eine bestimmte Einheit dergestalt vorhanden, dass während der Schwenkbewegung der Sollwert des Druckbegrenzungsventils 23 genutzt wird, und während des Anhaltens der Schwenkbewegung der Gegendruck der Austrittsöffnung des Druckbegrenzungsventils 23 erhöht wird. Demzufolge wird der Öffnungsdruck des Druckbegrenzungsventils 23 erhöht, und die Bremskraft wird erhöht, um dadurch das Ausmaß des Rücklaufs der Schwenkbewegung zu verringern.
  • Nach dem oben beschriebenen Prinzip wird der Gegendruck in der gleichen Art und Weise wie im Zylinder und im pneumatischen Kreislauf in dem hydraulischen Stellglied erhöht, um dadurch die Bremskraft zu erhöhen.
  • Wie weiter oben beschrieben wurde, wird in der erfindungsgemäßen hydraulischen Bremsvorrichtung die Einstelleinheit für den Gegendruck auf der Grundlage des Zusammenwirkens mit einer Antriebswirkung des Stellgliedes geschaltet. Insbesondere erhöht sich, wenn das Stellglied angehalten wird, der Sollwert des Druckbegrenzungsventils, so dass sich der Sollwert des Druckbegrenzungsventils erhöht. Demzufolge wirkt der erhöhte Sollwert als ein Sollwert der hydraulischen Bremse während des Anhaltens des Stellgliedes.
  • Folglich läuft die Funktion der hydraulischen Bremse bei einem höheren Sollwert ab, bevor sich der Gegendruck des Druckbegrenzungsventils erhöht, und die Kraft gegen die Trägheitskraft der Schwenkbewegung wird erhöht, und ein größerer Bremseffekt wird erreicht.
  • Da die vorliegende Erfindung in verschiedenen Formen ausgeführt werden kann, ohne dass von ihrem Sinn oder ihren kennzeichnenden Merkmaien abgewichen wird, soll dies so verstanden werden, dass die oben beschriebenen Beispiele nicht durch irgendeine der Einzelheiten der vorangegangenen Beschreibung eingeschränkt sind, sofern nicht anderweitig spezifiziert, sondern sie sollten weitgehend so betrachtet werden, dass sie im Sinne und im Rahmen dessen liegen, was in den beigefügten Ansprüchen festgelegt ist, und daher sollen alle Änderungen und Modifikationen, die in den Bereich und die Grenzen der Ansprüche oder Gleichwertigem des Bereichs und der Grenzen fallen, so betrachtet werden als werden sie von den beigefügten Ansprüchen erfasst.

Claims (4)

1. Hydraulische Bremsvorrichtung in einem durch Stellglied angetriebenen Hydraulikkreislauf, welcher eine Hydraulikpumpe, ein mit der Hydraulikpumpe verbundenes und von ihr angetriebenes Stellglied und ein Druckbegrenzungsventil umfasst, welches in einen Strömungspfad eingebaut ist, der beide, die Hydraulikpumpe und das Stellglied auf parallele Weise verbindende Strömungspfade verbindet, wobei die besagte hydraulische Bremsvorrichtung besteht aus:
Mitteln zur Einstellung eines Gegendruckes, die so ausgelegt sind, dass durch die Einstellung eines Gegendruckes des Hydraulikkreislaufs im Abstrombereich des Druckbegrenzungsventils auf der Grundlage des Zusammenwirkens mit dem Stellglied ein Öffnungsdruck des Druckbegrenzungsventils eingestellt wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher besagtes Mittel zur Gegendruckeinstellung ein Drosselklappenventilschalter ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei welcher besagter Drosselklappenventilschalter durch ein hydraulisches Signal geschaltet wird.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei welcher besagter Drosselklappenventilschalter durch ein elektrisches Signal geschaltet wird.
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